LE LEVE
Un rimedio alla fatica
QUANDO LE BRACCIA NON BASTANO...
Sin dall’antichità gli esseri umani si sono resi conto che lavorare con le sole braccia del corpo richiede molta fatica e non sempre è possibile.
Archimede ,matematico greco del III secolo a.C., nel trattato “Sull’equilibrio dei piani” studiò le condizioni di equilibrio di un corpo rigido e scoprì che queste potevano essere utilizzate dall’uomo con un dispendio di fatica minore attraverso delle macchine dette semplici.
"Datemi una leva e un punto d'appoggio e solleverò il mondo"
LE MACCHINE SEMPLICI
La carrucola è usata fin dai tempi antichi per amplificare enormemente la forza umana, per sollevare elementi architettonici, colonne, obelischi, trascinare blocchi di marmo, tirare navi in secca.
Esse sono dei dispositivi capaci di equilibrare o di vincere una forza (resistenza) attraverso un’altra (forza motrice ).
Il piano inclinato permette ad un corpo di giungere al suolo a partire da una certa
quota evitando la caduta libera o di raggiungere tale quota in maniera più agevole, evitando la salita verticale.
LE LEVE
Sono utensili che semplificano la vita di tutti i giorni: Servono infatti a vincere una forza detta resistenza (R), applicandone un’altra detta potenza o forza motrice(F)
Sono macchine semplici costituite da un asse rigido, libero di ruotare attorno ad un punto fisso, detto fulcro. Il fulcro della leva pertanto corrisponde al centro di rotazione di un corpo rigido.
Essendo la leva un corpo rigido, in cui a distanza dal centro di rotazione (fulcro) agiscono due forze, è possibile individuare due tipi di braccio:
Il braccio della resistenza (bR) → è la distanza tra il punto di applicazione della resistenza e il fulcro.
Il braccio della forza motrice (bF) → è la distanza tra il punto di applicazione della forza motrice e il fulcro.
Mr= R.br Momento della resistenza è uguale sl prodotto tra la resistenza e il rispettivo braccio
Mf= F . bf Momento della forza motrice è uguale al prodotto tra la forza motrice e il rispettivo braccio
La condizione di equilibrio di una leva si verifica quando sono soddisfatte entrambe le condizioni di equilibrio di un corpo rigido, pertanto quando:
La risultante dei momenti delle forze agenti deve essere pari a zero, quindi il momento della forza motrice e il momento della resistenza hanno modulo uguale Mtot= -> Mf = Mr -> Fxbf= R x br
La risultante di tutte le forze che sono applicate è uguale a zero. ->F tot=0
Archimede fu il primo a scoprire che il rapporto tra i bracci della resistenza e della forza motrice è inversamente proporzionale al rapporto tra le rispettive forze: vale a dire che più uno dei due valori cresce, più diminuisce l’altro secondo un prodotto costante.
Leva svantaggiose
Leve vantaggiose
Quando la forza motrice F è maggiore della reistenza R.
Quando la forza motrice F è minore della resistenza R.
Leve indifferenti
Quando la forza motrice F è uguale alla resistenza R .
LE LEVE
1° genere
2° genere
Il fulcro è posizionato tra forza motrice e resistenza.
La resistenza è posizionata tra forza motrice e fulcro.
3° genere
La forza motrice è situata tra fulcro e resistenza.
La leva di secondo genere
La forza motrice è posta all’estremità opposta rispetto al fulcro,
mentre la forza resistente si trova tra fulcro e forza motrice. E' sempre vantaggiosa: forza motrice < resistenza (fulcro è più vicino vicino alla resistenza).
Si nota che le due forze hanno verso opposto altrimenti non si avrebbe mai l’equilibrio. La forza resistente genera una rotazione in senso orario, mentre la forza motrice in senso antiorario.
Solo in questo modo riusciamo ad ottenere due momenti opposti.
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LA CARRIOLA
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IL SOLLEVAMENTO SUGLI AVAMPIEDI
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I REMI
Involve the
Name Surname
ESEMPI
Il fulcro intorno a cui ruotano le due metà della molletta quando la si apre e chiude; - la molla della molletta, in prossimità del fulcro, rappresenta la resistenza; -il punto in cui si pizzica la molletta rappresenta la forza motrice.
-Il fulcro è il punto di appoggio della leva, ossia dell’apribottiglia;-La forza che esercita il tappo della bottiglia è la resistenza; -La forza motrice è la forza da noi applicata all’estremità opposta del fulcro.
La noce è posta tra le impugnature della pinza, in prossimità del fulcro → rappresenta la forza resistente; dal lato opposto al fulcro, applichiamo con le nostre mani la forza motrice (che ci consentirà di sgusciare la noce).
Esercizi
1) In uno schiaccianoci, poniamo una noce a 3 cm dal fulcro. Se la noce oppone una forza di 13 N, quale è la forza minima necessaria per romperla se applichiamo la forza motrice alla distanza di 1,95 dm?
2) Si abbia una leva di secondo genere lunga complessivamente 10 dm. Applicando una forza di 22,5 N, a che distanza in metri bisogna porre un peso di 75 N per poter ottenere l’equilibrio?
Esercizi
3)L'apribottiglie della figura è utilizzato per togliere un tappo a corona, che oppone una forza resistente di 120 N. Il braccio della resistenza è lungo 1,2 cm, quello della forza motrice 7,2 cm. Quale forza motrice serve per equilibrare la forza resistente? Che cosa succede se applichiamo una forza motrice maggiore di quella appena calcolata?
Referenze iconografiche
Bibliografia
Fabbri S.,Masini M.,F come Fisica,Torino,SEI,2018 Leopardi L,Cateni C.,Bolognani F, Temporelli M, Scienze Focus,Novara,De Agostini Scuola, 2014
https://www.chimica-online.it/fisica/leve.htm
https://mydbook.giuntitvp.it/app/books/GIAC45_64585H/html/103
Sitografia
https://ingbrando.altervista.org/le-leve/
https://www.treccani.it/enciclopedia/leva_%28Enciclopedia-dei-ragazzi%29/#:~:text=La%20leva%20%C3%A8%20costituita%20da,sono%20i%20bracci%20della%20leva.
https://scienze.diginsegno.it/app/books/CPAC00_DGMESCIE50/html/151
https://www.burningate.com/equilibrio-e-leve-calisthenics/
http://www.umbertomotta.com/articolazioni-come-leve/
https://online.scuola.zanichelli.it/amaldiverde/files/2015/08/Amaldi_verde_CAP_04.pdf
https://www.chimica-online.it/fisica/leve.htm
Realizzato da Alice Basile-Elisabetta Savino-Lucrezia Schiavone
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LE LEVE
Elisabetta Savino
Created on October 26, 2023
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LE LEVE
Un rimedio alla fatica
QUANDO LE BRACCIA NON BASTANO...
Sin dall’antichità gli esseri umani si sono resi conto che lavorare con le sole braccia del corpo richiede molta fatica e non sempre è possibile.
Archimede ,matematico greco del III secolo a.C., nel trattato “Sull’equilibrio dei piani” studiò le condizioni di equilibrio di un corpo rigido e scoprì che queste potevano essere utilizzate dall’uomo con un dispendio di fatica minore attraverso delle macchine dette semplici.
"Datemi una leva e un punto d'appoggio e solleverò il mondo"
LE MACCHINE SEMPLICI
La carrucola è usata fin dai tempi antichi per amplificare enormemente la forza umana, per sollevare elementi architettonici, colonne, obelischi, trascinare blocchi di marmo, tirare navi in secca.
Esse sono dei dispositivi capaci di equilibrare o di vincere una forza (resistenza) attraverso un’altra (forza motrice ).
Il piano inclinato permette ad un corpo di giungere al suolo a partire da una certa quota evitando la caduta libera o di raggiungere tale quota in maniera più agevole, evitando la salita verticale.
LE LEVE
Sono utensili che semplificano la vita di tutti i giorni: Servono infatti a vincere una forza detta resistenza (R), applicandone un’altra detta potenza o forza motrice(F)
Sono macchine semplici costituite da un asse rigido, libero di ruotare attorno ad un punto fisso, detto fulcro. Il fulcro della leva pertanto corrisponde al centro di rotazione di un corpo rigido.
Essendo la leva un corpo rigido, in cui a distanza dal centro di rotazione (fulcro) agiscono due forze, è possibile individuare due tipi di braccio:
Il braccio della resistenza (bR) → è la distanza tra il punto di applicazione della resistenza e il fulcro.
Il braccio della forza motrice (bF) → è la distanza tra il punto di applicazione della forza motrice e il fulcro.
Mr= R.br Momento della resistenza è uguale sl prodotto tra la resistenza e il rispettivo braccio
Mf= F . bf Momento della forza motrice è uguale al prodotto tra la forza motrice e il rispettivo braccio
La condizione di equilibrio di una leva si verifica quando sono soddisfatte entrambe le condizioni di equilibrio di un corpo rigido, pertanto quando:
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La risultante di tutte le forze che sono applicate è uguale a zero. ->F tot=0
Archimede fu il primo a scoprire che il rapporto tra i bracci della resistenza e della forza motrice è inversamente proporzionale al rapporto tra le rispettive forze: vale a dire che più uno dei due valori cresce, più diminuisce l’altro secondo un prodotto costante.
Leva svantaggiose
Leve vantaggiose
Quando la forza motrice F è maggiore della reistenza R.
Quando la forza motrice F è minore della resistenza R.
Leve indifferenti
Quando la forza motrice F è uguale alla resistenza R .
LE LEVE
1° genere
2° genere
Il fulcro è posizionato tra forza motrice e resistenza.
La resistenza è posizionata tra forza motrice e fulcro.
3° genere
La forza motrice è situata tra fulcro e resistenza.
La leva di secondo genere
La forza motrice è posta all’estremità opposta rispetto al fulcro, mentre la forza resistente si trova tra fulcro e forza motrice. E' sempre vantaggiosa: forza motrice < resistenza (fulcro è più vicino vicino alla resistenza).
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Esercizi
1) In uno schiaccianoci, poniamo una noce a 3 cm dal fulcro. Se la noce oppone una forza di 13 N, quale è la forza minima necessaria per romperla se applichiamo la forza motrice alla distanza di 1,95 dm?
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Referenze iconografiche
Bibliografia
Fabbri S.,Masini M.,F come Fisica,Torino,SEI,2018 Leopardi L,Cateni C.,Bolognani F, Temporelli M, Scienze Focus,Novara,De Agostini Scuola, 2014
https://www.chimica-online.it/fisica/leve.htm
https://mydbook.giuntitvp.it/app/books/GIAC45_64585H/html/103
Sitografia
https://ingbrando.altervista.org/le-leve/
https://www.treccani.it/enciclopedia/leva_%28Enciclopedia-dei-ragazzi%29/#:~:text=La%20leva%20%C3%A8%20costituita%20da,sono%20i%20bracci%20della%20leva.
https://scienze.diginsegno.it/app/books/CPAC00_DGMESCIE50/html/151
https://www.burningate.com/equilibrio-e-leve-calisthenics/
http://www.umbertomotta.com/articolazioni-come-leve/
https://online.scuola.zanichelli.it/amaldiverde/files/2015/08/Amaldi_verde_CAP_04.pdf
https://www.chimica-online.it/fisica/leve.htm
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